Question

СРОЧНО, ДАЮ 100 БАЛОВ! Кульку кинули вертикально внизу водоймище з висоти 4м з початковою швидкістю 1м/с. Якою буде швидкість кульки без посередньо перед ударом о воду? Об’єм кульки 1см3, густина кульки 0,9г/см3, після входу у воду кулька занурилась на 14 см, а потім почала спливати. Знайти середню силу опору води, що діяла на кульку під час руху вниз, та глибину, на яку занурилась би кулька, якщо сила опору води була б відсутня.​

Answer 1

Ответ: 1. 9 м/с        2. 0,25 Н         3. 3,65 м

Объяснение:

Answer 2

Щоб вирішити це завдання, використаємо принципи збереження енергії. Під час спуску кулька має потенційну та кінетичну енергії, які перетворюються під час падіння та занурення у воду.

1. Початкові умови: - Висота падіння (h) = 4 м - Початкова швидкість (u) = 1 м/с - Гравітаційне прискорення (g) = 9.8 м/с²

2. Знайдемо кінетичну енергію (КЕ) на початку спуску: \[ КЕ = \frac{1}{2} m u^2 \] де \( m \) - маса кульки.

Маса кульки (\( m \)) може бути знайдена з відомого об'єму та густини: \[ m = \text{густина} \times \text{об'єм} \]

Об'єм кульки (\( V \)) виражаємо у м³, знаючи, що \( 1 \, \text{см}^3 = 1 \times 10^{-6} \, \text{м}^3 \): \[ V = 1 \, \text{см}^3 \times 1 \times 10^{-6} \, \text{м}^3/\text{см}^3 \]

Підставимо в формулу маси та кінетичної енергії.

3. Визначимо потенційну енергію (ПЕ) на початку спуску: \[ ПЕ = mgh \]

4. Визначимо загальну енергію (ЗЕ) на початку спуску: \[ ЗЕ = КЕ + ПЕ \]

5. Визначимо енергію при зануренні воду: \[ ЗЕ' = mgh' \] де \( h' \) - глибина, на яку занурилась кулька після входу в воду.

6. Знайдемо швидкість кульки безпосередньо перед ударом о воду: Використаємо принцип збереження енергії: \[ ЗЕ = ЗЕ' + \frac{1}{2} m v'^2 \] де \( v' \) - швидкість кульки безпосередньо перед ударом.

7. Визначимо середню силу опору води (F) під час руху вниз: Використаємо другий закон Ньютона: \[ F = m \cdot a \] де \( a \) - прискорення, яке можна знайти з різниці між гравітаційним прискоренням та прискоренням, що сповільнює кульку (під дією опору води).

8. Визначимо глибину, на яку занурилась би кулька, якщо сила опору води була б відсутня: Використаємо закон Архімеда: \[ F_{\text{Архімеда}} = \text{густина води} \times g \times V \]

Це загальний підхід до розв'язання даної задачі. Якщо ви вже розрахували які-небудь кроки або маєте конкретні запитання, будь ласка, дайте мені знати.